Když sedíte venku v horkém dni, sledujete, jak se led ve vaší sklenici vody pomalu taje. Později nasypete led z chladiče do umyvadla a zapnete vodu, aby se led rozpustil. Tento trik však nemůžete vždy použít. Například v chladném zimním dni nemůžete nalít sklenici vody na čelní sklo pokryté ledem vašeho vozu; který neroztopí led. Voda taje led, ale pouze za určitých podmínek.
Proces tavení
Tavení je podle definice proces změny látky z pevné fáze na kapalnou fázi. Proces tavení je endotermický proces, což znamená, že pro jeho vznik musí být absorbována tepelná energie. Tato tepelná energie pochází z prostředí, které má více energie a vyšší teplotu než látka, která se má tavit. Pouze prostřednictvím teplotního rozdílu se přenáší tepelná energie, která ji pak způsobí látka k roztavení (nebo alespoň ke zvýšení teploty), zatímco okolní teplota klesá. Teplota tání (nazývaná teplota tání) je pro různé látky odlišná.
Kdy voda taje led?
Většina z nás zná teplotu tání ledu: 0 stupňů Celsia nebo 32 stupňů Fahrenheita. Pokud je teplota ledu pod tímto číslem, zůstane pevná; pokud se teplota ledu zvýší nad toto číslo, změní se led na kapalnou vodu. Pokud led přijde do kontaktu s vodou, víme, že led musí být pod 0 stupňů Celsia a voda musí být vyšší než 0 stupňů Celsia. Kvůli rozdílu teplot dojde k přenosu tepla. Výsledkem bude pokles teploty vody a zvýšení teploty ledu.
Roztopí voda vždy led?
To záleží na tom, kolik ledu jste začali, počáteční teplotu ledu, kolik vody bylo použito a počáteční teplotu vody. Pokud dáte několik kostek ledu do sklenice teplé vody, měli byste již znát výsledek: voda se ochladí a kostky ledu se roztaví. V tomto případě je dostatek vody při dostatečně vysoké počáteční teplotě, aby nejen zvýšilo teplotu kostek ledu, ale také je roztavilo.
Kdy voda neroztaje led?
Nyní by mělo mít smysl, že ne všechny případy přidávání vody roztaví led. I když má voda vyšší teplotu než led, pokud je podstatně více ledu než vody, nebo pokud je teplota led je na začátku velmi nízký, pak se nepřenese dostatek tepelné energie, aby se zvýšila teplota ledu a roztavil se, také.
souhrn
Voda taje led, protože má vyšší teplotu než led, takže tepelná energie se přenáší z vody na led. Protože vědeckým principem, který zde funguje, je myšlenka přenosu tepla, není nutné, aby se voda používala k tání ledu. Jakákoli látka (pevná látka, kapalina nebo plyn), která má vyšší teplotu než led, bude schopna přenášet tepelnou energii k roztavení ledu.